Полумостовой инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/5387 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного питания для преобразования постоянного напряжения в переменное.

Цель изобретения повьт1ение КПД путем улучшения динамических характеристик при переключении транзисторов и уменьшения потерь в цепях уп- равления.

На фиг.1 показана принципиальная схема предложенного инвертора; на фиг,2 временные диаграммы напряжений, поясняющие работу инвертора.

Инвертор (фиг,1) содержит задающий генератор 1, фазосдвигающее устройство 2, основные 3 и 4 и дополнительные 5 и 6 схемы совпадения на логических злементах И-НЕ 2, логи- ческие ячейки И-НЕ 7 и 8, формирователь 9 управляющих импульсов вьтол- нен с выходным трансформатором 10, имеющим вторичные обмотки II и 12, формирователь 13 вспомогательных им- пульсов имеет выходной трансформатор 14 с выходными обмотками 15 и 16 а формирователь 17 дополнительных импульсов выполнен с выходным трансформатором 18, имеющим вторичные об- мотки 19 и 20, Инвертор содержит также дополнительные 21 и 22 и силовые 23 и 24 транзисторы, основные 25 и 26 и дополнительные 27 и 28 диоды и датчики 29 и 30 состояния транзисторов 23 и 24,

Прямой 31 и инверсный 32 первые выходы фазосдвигающего устройства 2 подключены к первым входам основных 3 и 4 схем совпадения, их вторые входы соединены с выходами датчиков 29 и 30 состояния транзисторов. Выходы схем 3 и 4 совпадения связаны с входами формирователя 9 управляющих импульсов и через логические ячейки И-НЕ 7 и 8 с формирователем . 17 дополнительных импульсов,

Вторые прямой 33 и инверсный 34 выходы фазосдвигающего устройства 2 соединены с первыми входами дополни- тельных 5 и 6 схем совпадения, а вторые входы дополнительных схем совпадения подключены к выходам датчиков 29 и 30 состояния силовых транзисторов. Выходы дополнительных 5 и 6 схем совпадения соединены с входами -формирователя 13 вспомогательных импульсов. Вторичные обмотки 11 и 12 трансформатора 10 подключены к уп

0 5 О

Q 5

g

5

равляющим нходам дополнителГ Иых 21 и 22 и силовых 23 и 24 транзисторор, обмотки 15 и 16 связаны с переходами коллектор-база силовых транзисторов через основные диоды 25 и 26, а обмотки 19 и 20 с переходами база- эмиттер силовых транзисторов через дополнительные; диоды 27 и 28,

На фиг,2 показаны: 35 и 36 - напряжения на первом 31 и втором 33 выходах фазосдвигающего устройства 2; 37 - напряжение на выходе датчика 29 состояния транзисторов; 38 - напряжение на обмотках основного, 39 и 40 - вспомогательного, 41 и 42 - дополнительного формирователей им- . пульсов; 43 - суммарное напряжение управления транзистором.

Задающий генератор 1 выполняется по любой известной схеме.

Фазосдвигающее устройство 2 выполнено по пересчетной схеме.

Формирователи 9, 17 и 13 управляющих, дополнительных и вспомогательных импульсов выполнены по одинаковой схеме двухтактного инвертора с выводом от средней точки с коротящим конт уром. Датчики 29 и 30 состояния транзисторов выполнены на базе опт- ронных переключателей.

Полумостовой инвертор работает следующим образом.

Допустим, что в момент времени t открыт силовой транзистор 23,

Напряжение 35 с выхода 31 фазосдвигающего устройства 2 и напряжение 37 с выхода датчика 29 состояния транзистора поступают на входы схемы 3 совпадения и формирователь 9 управляющих импульсов вырабатывает напряжение 38, под действием которого открыт дополнительный транзис-Гор 21 и силовой транзистор 23, а транзисторы 22 и 24 закрыты, В момент времени t, на втором прямом выходе 33 фа- .зосдвигающего устройства 2 появляется напряжение 36, на выходе схемы 6 совпадения формируется сигнал О, а на обмотках трансформатора 14 напряжение 39, Под действием этого напряжения переход коллектор-база транэис- Tofia 23 смещается в активную область и выводит транзистор на границу насыщения, В момент времени t- на выходе 31 сигнал 35 становится с нулевым уровнем. Формирователь 9 управляющих, импульсов прекращает работу, в напряжении на обмотках 11 и 12 появля

ется пауза, и транзистор 21 закрывается. Под действием избыточных носителей в области базы силовой транзистор 23 не закрывается. Поэтому напряжение обмотки 15 прикладывается к переходу коллектор-база в прямом направлении, а на обмотках трансформатора 18 формируется напряжение 42, которое через диод 27 прикладыва ется к переходу база-эмиттер транзистора 23 в запирающей полярности. Вследствие того, что напряжение 42 по величине близко к предельно допустимому, осуществляется форсированное запирание транзистора 23.

Одновременно, в промежуток времени tj t на обмотках 11 и 12 транс 1орматора управляющих импульсов присутствует нулева пауза, .поэтому транзистор 22 закрыт. В момент времени t силовой транзистор 23 закрывается и открывается транзистор 22 под действием напряжения 38, выключаются формирователи 17 и 13 допол- нительных и вспомогательынх импульсо В связи с тем, -что перед включением транзистора 24 к его переходу база- эмиттер не было приложено отрицательное напряжение, процесс накаплйва- ния основных носителей сокращается до минимума, а силовой транзистор 24 мгновенно открывается.

Формула изобретения

Полумостовой инвертор, содержащий два силовых транзистора, задающий генератор, формирователи управляющих и дополнительных импульсов с трансформаторным выходом, две основные схеьы совпадения, две логические ячейки И-НЕ, датчики состояния силовых транзисторов и два основных дио- да, причем входы формирователя уп- равляющих импульсов подключены к выходам основных схем совпадения, первые входы которых соединены с выхдами датчиков состояния силовых тран5

„

5 о

5

Q

зисторов, две 1зыходные обмотки трансформатора формирователя управляющих импульсов первыми выводами соединены с базами силовых транзисторов, входы формирователя дополнительных импульсов через логические ячейки И-НБ подключены к входам формирователя управляющих импульсов, о т. л и ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью повышения КПД путем улучшения динамических характеристик при переключении силовых транзисторов и снижения потерь в цепях управления, введены фа- зосдвигающее устройство, две дополнительные схеьы совпадения, формирователь вспомогательных импульсов с трансформаторным выходом, два дополнительных транзистора, два дополнительных диода, при этом вход фазо- сдвигающего устройства соединен с выходом задающего генератора, его первые прямой и инверсный выходы подключены к вторым входам основных схем совпадения, а вторые прямой и инверсный выходы - с первыми входами дополнительных схем совпадения, вторые входы которых связаны с выходами датчиков ;состояния силовых транзисторов, а выходы - с в хор,аю1 формирователя вспомогательных импульсов, выходные обмотки трансформатора которого через основные диоды подключены к переходам коллектор- база силовых транзисторов, вторые выводы вторичных обмоток трансформатора формирователя упранлякнцих импульсов подключены к базам транзисторов через переход коллектор-эмиттер дополнительных транзисторов, базы которых подключены через резистор к первым выводам этих обмоток, выходные обмотки трансформатора формирователя дополнительных импульсов через дополнительные диоды соединены с переходами база-эмиттер силовых транзисторов, переход коллектор-эмиттер кот9 рых подключен к входам датчиков

состояния силовых транзисторов.

Редактор Г.Гербер

Составитель В.Моик Техред Л.Сердюкова

Заказ 3122/53Тираж 659Подписное

ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

-Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор И.Муска

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в системах вторичного питания для преобразования постоянного напряжения в переменное. Цель - повышение КПД путем улучшения динамических характеристик при переключении транзисторов и уменьшение потерь в цепях управления. Инвертор содержит задающий генератор 1, фазосдвигающее устройство 2, ойноЕные 3 и 4 и допол- нительные 5 и 6 схемы совпадения, логические ячейки 7 и 8, формирователь 9 управляющих импульсов, формирова- . тель вспомогательных импульсов 13. Устр-во содержит также дополнительные 21 и 22 к силовьге 23 и 24 транзисторы с датчиками состояния 29 и 30, В схеме осуществляется форсированное за- пирание транзистора 23 путем формирования нагфяження на обмотках трансформатора 18j которое прикладывается к переходу база-эмиттер транзистора 23 в запирающей полярности. Перед включением транзистора 24 к его управляющему переходу не может быть приложено отрицательное напряжение, поэтому процесс накапливания основных носителей сокращен до минимума, что ведет к мгновенному его перекпюче нию. 2 ил. i СО С 4 00 Pus.i